KR101763464B1 - Polyorganosiloxane and coating agent composition comprising the same and coating layer comprising the coating agent - Google Patents
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Abstract
폴리오르가노실록산 및 이를 포함하는 코팅제 조성물이 제공된다. 구체적으로, 상기 폴리오르가노실록산은 2관능성 및 3관능성을 갖는 실란을 이용하여 제조된 것으로, 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함하는 것일 수 있다. 이에, 본 발명의 폴리오르가노실록산은 치환도에 따른 가교도 및 페닐기 함량이 조절되어 적절한 분자량 및 우수한 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 상기 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물을 이용하여 형성된 코팅층은 최적화된 경도 및 내열특성을 가질 수 있다.
[화학식 1]
Polyorganosiloxanes and coating compositions comprising them are provided. Specifically, the polyorganosiloxane is prepared using silane having bifunctional and trifunctional properties, and may include a structure represented by the following formula (1). Accordingly, the polyorganosiloxane of the present invention can have an appropriate molecular weight and an excellent refractive index by controlling the degree of crosslinking and the phenyl group according to degree of substitution. In addition, the coating layer formed using the coating composition containing the polyorganosiloxane may have optimized hardness and heat resistance characteristics.
[Chemical Formula 1]
Description
본 발명은 실록산(siloxane)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리오르가노실록산 및 이를 포함하는 코팅제 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to siloxanes, and more particularly to polyorganosiloxanes and coating compositions comprising them.
실리콘 수지의 주요 구성요소인, 실록산은 우수한 물성에 의하여 1940년대 미국에서 대량 생산이 본격화되면서 다양한 종류의 제품으로 생산되었으며, 최근 전자산업의 발달에 따라 보다 광범위한 분야에 응용되고 있다. 일반적으로, 실록산의 구조는 규소(Si) 원자와 산소(O) 원자의 결합(Si-O-Si)을 말하는 것으로, 규소 원자와 결합된 치환기의 종류 및 실록산 결합의 개수에 따라 구조가 결정되는 것으로 알려져 있다. Siloxane, which is a main component of silicone resin, was produced in various kinds of products in 1940 's with mass production in the US due to its excellent properties. Recently, the siloxane has been applied to a wider field depending on the development of the electronic industry. Generally, the structure of the siloxane refers to a bond (Si-O-Si) between a silicon (Si) atom and an oxygen (O) atom and the structure is determined by the kind of a substituent bonded to the silicon atom and the number of siloxane bonds .
실록산 화합물은 일반적으로 1관능성(M, monofunctional), 2관능성(D, difunctional), 3관능성(T, trifunctional) 및 4관능성(Q, quadrifunctional) 단량체로 제조된 구조의 형태로 나타낼 수 있다. 현재, 실리콘 오일 또는 실리콘 고무로 사용되는 폴리디메틸사이클로실록산(polydimethylcyclosiloxane, PDMS)은 2관능성 소단위로 구성되며, 선형적인 구조를 가지고 있어 유연성과 소수성이 우수한 반면, 상대적으로 낮은 경도(hardness)를 갖고 있다. 이와 달리, 실리콘 수지는 3관능성 소단위와 4관능성 소단위가 많이 포함됨에 따라 가교 구조를 가지고 있어, 상기 2관능성 혼합물로부터 제조된 화합물보다 높은 경도를 지니게 된다.Siloxane compounds can generally be represented in the form of structures made up of monofunctional, difunctional, trifunctional, and quadrifunctional monomers. have. At present, polydimethylcyclosiloxane (PDMS), which is used as silicone oil or silicone rubber, is composed of bifunctional subunits and has a linear structure, which is excellent in flexibility and hydrophobicity, but has a relatively low hardness have. On the other hand, the silicone resin has a crosslinking structure as it contains a large number of trifunctional subunits and tetra-functional subunits, and thus has a higher hardness than the compound prepared from the bifunctional mixture.
여기에, 주 사슬의 알킬기를 페닐기로 치환시키면 굴절률이 증가되는 것으로 알려져 있으나, 이를 정량적으로 도입시키는 방법 및 그 특성에 대해서는 잘 알려져 있지 않은 실정이다.Here, it is known that the refractive index is increased when the alkyl group of the main chain is substituted with a phenyl group, but the method of quantitatively introducing it and its characteristics are not well known.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 가교밀도 및 페닐함량의 조절을 통해 적절한 굴절률 및 경도를 가질 수 있는 폴리오르가노실록산, 이를 포함하는 코팅제 조성물 및 코팅층을 제공하는 데에 있다.It is an object of the present invention to provide a polyorganosiloxane having a proper refractive index and hardness by controlling the crosslinking density and the phenyl content, a coating composition comprising the same, and a coating layer.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은, 2관능성 및 3관능성을 갖는 실란을 이용하여 제조된, 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리오르가노실록산을 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, an aspect of the present invention provides a polyorganosiloxane comprising a structure represented by the following formula (1), which is prepared using silane having bifunctionality and trifunctionality .
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, R4는 페닐기이고, X1 및 X2는 각각 독립적으로 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이고, 상기 m+p는 1 내지 500의 정수이고, 상기 n은 0 내지 500의 정수이다.Wherein R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, R 4 is a phenyl group, X 1 and X 2 are each independently OH, halogen or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms M + p is an integer of 1 to 500, and n is an integer of 0 to 500.
상기 폴리오르가노실록산의 치환도(degree of substitution)는 1.0 내지 1.3일 수 있다. The degree of substitution of the polyorganosiloxane may be 1.0 to 1.3.
상기 페닐기(R4)와 상기 알킬기(R1, R2, R3)의 몰 비율은 0.2 내지 0.7일 수 있다.The molar ratio of the phenyl group (R 4 ) to the alkyl group (R 1 , R 2 , R 3 ) may be 0.2 to 0.7.
구체적으로, 본 발명의 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 A로 표시된 2관능성 알킬 실란 0 내지 30몰%, 하기 화학식 B로 표시된 3관능성 알킬 실란 26 내지 80몰% 및 하기 화학식 C로 표시된 3관능성 페닐 실란 20 내지 50몰%를 혼합하여 제조된 것일 수 있다. Specifically, the polyorganosiloxane of the present invention comprises 0 to 30 mol% of a bifunctional alkylsilane represented by the following formula (A), 26 to 80 mol% of a trifunctional alkylsilane represented by the following formula (B) And 20 to 50 mol% of a styrene phenyl silane.
[화학식 A](A)
[화학식 B][Chemical Formula B]
[화학식 C]≪ RTI ID = 0.0 &
상기 화학식 A 내지 C에서, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, R4는 페닐기이고, Xa1, Xa2, Xb1, Xb2, Xc1, Xc2, X1 및 X2는 각각 독립적으로 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이다.In the formula A-C, R 1, R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 6, R 4 is a phenyl group, X a1, X a2, X b1, X b2, X c1, X c2 , X 1 and X 2 are each independently OH, halogen or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
상기 폴리오르가노실록산의 중량평균분자량은 1500 내지 4000일 수 있다.The weight average molecular weight of the polyorganosiloxane may be 1500 to 4000.
본 발명의 다른 측면은, 상술한 폴리오르가노실록산 및 유기용매를 포함하는 코팅제 조성물을 제공할 수 있다.Another aspect of the present invention can provide a coating composition comprising the above-described polyorganosiloxane and an organic solvent.
상기 코팅제 조성물의 굴절율은 1.430 내지 1.439일 수 있다.The refractive index of the coating composition may be 1.430 to 1.439.
본 발명의 또 다른 측면은, 기판 상에, 상기 코팅제 조성물을 도포하여 형성된 것을 특징으로 하는 코팅층을 제공할 수 있다. Another aspect of the present invention can provide a coating layer characterized by being formed by applying the coating composition on a substrate.
상기 코팅층의 연필 경도는 1H 내지 4H일 수 있다.The pencil hardness of the coating layer may be from 1 H to 4H.
본 발명의 폴리오르가노실록산은 치환도에 따른 가교도 및 페닐기 함량이 조절되어 적절한 분자량 및 우수한 굴절률을 가질 수 있다.The polyorganosiloxane of the present invention can have an appropriate molecular weight and an excellent refractive index by controlling the degree of crosslinking and the phenyl group according to degree of substitution.
또한, 상기 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물을 이용하여 형성된 코팅층은 최적화된 경도 및 내열특성을 가질 수 있다. In addition, the coating layer formed using the coating composition containing the polyorganosiloxane may have optimized hardness and heat resistance characteristics.
다만, 발명의 효과는 상기에서 언급한 효과로 제한되지 아니하며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.However, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 이용하여 기판 상에 코팅층을 형성한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 실시예1의 폴리오르가노실록산의 제조과정을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예1에서 제조된 폴리오르가노실록산의 치환도와 페닐기 및 메틸기의 몰 비율에 따른 중량 평균 분자량(Mw) 측정결과를 나타낸 도표이다.
도 4는 상기 실시예2에서 제조된 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물의 치환도와, 페닐기 및 메틸기의 몰 비율에 따른 굴절률(RI) 변화를 나타낸 도표이다.
도 5는 본 발명의 실시예3에서 제조된 코팅층의 연필 경도(pencil hardness) 측정결과를 나타낸 도표이다.1 is a schematic view showing a coating layer formed on a substrate using a coating composition according to an embodiment of the present invention.
2 shows a process for producing the polyorganosiloxane of Example 1 of the present invention.
3 is a graph showing the results of measuring the weight average molecular weight (Mw) according to the substitution degree of the polyorganosiloxane prepared in Example 1 of the present invention and the molar ratio of the phenyl group and the methyl group.
4 is a graph showing the change in refractive index (RI) according to the substitution degree of the coating composition comprising the polyorganosiloxane prepared in Example 2 and the molar ratio of the phenyl group and the methyl group.
5 is a chart showing the results of pencil hardness measurement of the coating layer prepared in Example 3 of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시 예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. Rather, the intention is not to limit the invention to the particular forms disclosed, but rather, the invention includes all modifications, equivalents and substitutions that are consistent with the spirit of the invention as defined by the claims.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장 또는 축소된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참고번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
In the drawings, the thicknesses of the layers and regions may be exaggerated or reduced for clarity. Like reference numerals throughout the specification denote like elements.
폴리오르가노실록산의 제조방법Method for producing polyorganosiloxane
본 발명의 폴리오르가노실록산은 2관능성 및 3관능성을 갖는 실란을 이용하여 제조된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 2관능성을 갖는 실란은 하기 화학식 A로 표시된 2관능성 알킬 실란일 수 있으며, 상기 3관능성을 갖는 실란은 하기 화학식 B로 표시된 3관능성 알킬 실란 및 하기 화학식 C로 표시된 3관능성 페닐 실란일 수 있다. The polyorganosiloxane of the present invention may be one prepared using silanes having bifunctional and trifunctional properties. Specifically, the bifunctional silane may be a bifunctional alkylsilane represented by the following formula (A), and the trifunctional silane may be a trifunctional alkylsilane represented by the following formula (B) and a trifunctional alkylsilane represented by the following formula Functional phenyl silane.
[화학식 A](A)
[화학식 B][Chemical Formula B]
[화학식 C]≪ RTI ID = 0.0 &
상기 화학식 A 내지 C에서, In the above formulas A to C,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고,R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
R4는 페닐기이고,R 4 is a phenyl group,
Xa1, Xa2, Xb1, Xb2, Xc1, Xc2, X1 및 X2는 각각 독립적으로 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이다.X a1 , X a2 , X b1 , X b2 , X c1 , X c2 , X 1 and X 2 are each independently OH, halogen or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
상기 탄소수 1 내지 6의 알킬기는, 메틸기(methyl), 에틸기(ethyl) 또는 프로필기(propyl), 이소프로필(isopropyl), 부틸(butyl), 펜틸(pentyl), 또는 헥실(hexyl)기일 수 있으며, 할로겐(halogen)기로 치환될 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 3의 알콕시기는, 메톡시(methoxy)기, 에톡시(ethoxy)기 또는 프로폭시 (propoxy)기일 수 있으며, 할로겐기로 치환될 수 있다. 상기 할로겐기는 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br) 또는 요오드(I)일 수 있다. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms may be methyl, ethyl or propyl, isopropyl, butyl, pentyl or hexyl, May be substituted with a halogen group. The alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms may be a methoxy group, an ethoxy group, or a propoxy group, and may be substituted with a halogen group. The halogen group may be fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br) or iodine (I).
구체적으로, 상기 폴리오르가노실록산의 제조에 사용되는, 상기 화학식 A의 구조를 갖는 2관능성 알킬 실란은 예를 들어, 디메틸디메톡시실란(dimethyldimethoxysilane), 디메틸디에톡시실란(dimethyldiethoxysilane), 디에틸디메톡시실란(diethyldimethoxysilane), 디에틸디에톡시실란(diethyldiethoxysilane), 디프로필디메톡시실란(dipropyldimethoxysilane), 디프로필디에톡시실란(dipropyldiethoxysilane), 디부틸디메톡시실란(dibuyldimethoxysilane), 디부틸디에톡시실란(dibuyldiethoxysilane), 디펜틸디메톡시실란(dipentyldimethoxysilane), 디펜틸디에톡시실란(dipentyldiethoxysilane), 디헥실틸디메톡시실란(dihexyldimethoxysilane) 또는 디헥실디에톡시실란(dihexyldiethoxysilane) 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.Specifically, the bifunctional alkylsilane having the structure of Formula (A) used in the production of the polyorganosiloxane is, for example, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, Diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, dipropyldimethoxysilane, dipropyldiethoxysilane, dibutyldimethoxysilane, dibutyldiethoxysilane, dibutyldimethoxysilane, dibutyldimethoxysilane, dibutyldimethoxysilane, But are not limited to, dipentyldimethoxysilane, dipentyldiethoxysilane, dihexyldimethoxysilane, dihexyldiethoxysilane, and the like.
또한, 상기 폴리오르가노실록산의 제조에 사용되는, 상기 화학식 B의 구조를 갖는 3관능성 알킬 실란은 예를 들어, 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(methyltriethoxysilane), 메틸트리프로폭시실란(methyltripropoxysilane), 에틸트리메톡시실란(ethyltrimethoxysilane), 프로필트리메톡시실란(propyltrimethoxysilane), 클로로프로필트리메톡시실란(chloropropyltrimethoxysilane) 또는 클로로프로필트리에톡시실란(chloropropyltriethoxysilane) 등일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The trifunctional alkylsilane having the structure of Formula (B) used in the production of the polyorganosiloxane may be, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltriethoxysilane, But may be, for example, methyltripropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, chloropropyltrimethoxysilane or chloropropyltriethoxysilane and the like, It does not.
아울러, 상기 폴리오르가노실록산의 제조에 사용되는, 상기 화학식 C의 구조를 갖는 3관능성 페닐 실란은 예를 들어, 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane, PTMS)일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In addition, the trifunctional phenylsilane having the structure of Formula C used in the production of the polyorganosiloxane may be, for example, phenyltrimethoxysilane (PTMS), but is not limited thereto.
구체적으로, 본 발명의 폴리오르가노실록산은 상기 화학식 A의 구조를 갖는 2관능성 알킬 실란 0 내지 30몰%와, 상기 화학식 B의 구조를 갖는 3관능성 알킬 실란 26 내지 80몰% 및 상기 화학식 C의 구조를 갖는 3관능성 페닐 실란 20 내지 50몰%를 혼합하여 제조하는 것일 수 있다. 이는, 하기 반응식 1과 같다.Specifically, the polyorganosiloxane of the present invention comprises 0 to 30 mol% of the bifunctional alkylsilane having the structure of the formula (A), 26 to 80 mol% of the trifunctional alkylsilane having the structure of the formula (B) And 20 to 50 mol% of trifunctional phenylsilane having the structure of C in the formula (1). This is shown in Reaction Scheme 1 below.
[반응식 1][Reaction Scheme 1]
상기 반응식 1에서,In the above Reaction Scheme 1,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고,R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
R4는 페닐기이고,R 4 is a phenyl group,
Xa1, Xa2, Xb1, Xb2, Xc1, Xc2, X1 및 X2는 각각 독립적으로 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이며, X a1, X a2, X b1 , X b2, X c1, X c2, X 1 and X 2 are each independently an alkoxy group of OH, halogen or 1 to 3 carbon atoms,
상기 m+p는 1 내지 500의 정수이고,M + p is an integer of 1 to 500,
상기 n은 0 내지 500의 정수이다.
And n is an integer of 0 to 500.
상술한 혼합비율(몰%)로 상기 실란들을 혼합하면, 상기 실란들 사이에서 축합 반응이 일어나면서 폴리오르가노실록산이 생성될 수 있다. 즉, 상기 폴리오르가노실록산은 상기 2관능성 알킬 실란 및 상기 3관능성 알킬 실란 및 상기 3관능성 페닐 실란의 축중합 또는 가수분해 반응에 의해 제조되는 것일 수 있다. 상기 실란들의 가수분해 및 축중합반응은 상기 화학식 A의 구조를 갖는 2관능성 알킬 실란, 상기 화학식 B의 구조를 갖는 3관능성 알킬 실란 또는 상기 화학식 C의 구조를 갖는 3관능성 페닐 실란의 알콕시기가 물에 의해 가수분해되면서 수산화기를 형성하고, 형성된 수산화기는 다른 실란의 수산화기 또는 알콕시기와 축합반응을 형성하면서 실록산 결합을 형성하는 것일 수 있다. 상기 실란들의 가수분해 및 중축합반응은 반응 온도, 촉매의 양 또는 용매의 영향을 받을 수 있어, 적정한 범위 및 분위기 내에서 제조공정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 반응시, 반응 온도는 60℃ 내지 80℃의 온도범위 내에서 12시간 내지 36시간 동안 수행하는 것일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
When the silanes are mixed at the above-mentioned mixing ratio (mol%), a condensation reaction may occur between the silanes to produce a polyorganosiloxane. That is, the polyorganosiloxane may be prepared by polycondensation or hydrolysis reaction of the bifunctional alkylsilane, the trifunctional alkylsilane and the trifunctional phenylsilane. The hydrolysis and polycondensation of the silanes can be carried out by reacting a bifunctional alkylsilane having the structure of Formula A, a trifunctional alkylsilane having the structure of Formula B, or an alkoxy of the trifunctional phenylsilane having the structure of Formula C The group may form a hydroxyl group by hydrolysis by water, and the formed hydroxyl group may form a siloxane bond while forming a condensation reaction with the hydroxyl group or the alkoxy group of the other silane. The hydrolysis and polycondensation reaction of the silanes may be affected by the reaction temperature, the amount of the catalyst, or the solvent, so that the production process can be carried out in an appropriate range and atmosphere. For example, in the reaction, the reaction temperature may be, but is not limited to, being performed within a temperature range of 60 ° C to 80 ° C for 12 hours to 36 hours.
또한, 본 발명의 폴리오르가노실록산 제조시 상술한 가수분해 및 축중합반응을 위해 촉매 및 물을 더 첨가할 수 있다. Further, in the production of the polyorganosiloxane of the present invention, a catalyst and water may be further added for the hydrolysis and polycondensation reaction described above.
상기 촉매는 부반응의 발생 없이, 가수분해 및 중축합반응 속도를 위해 첨가되는 것으로, 공지된 실록산 수지 제조에 사용되는 물질을 모두 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 촉매는 아세트산, 질산, 염산, 인산, 옥살산 또는 벤조산 등의 산 촉매, 또는 수산화칼륨, 수산화나트륨, 암모니아 또는 수산화바륨 등의 염기 촉매일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 촉매의 양은 특별히 한정하지는 않으나, 반응에 참여하는 상기 실란 100중량부에 대하여 0.0001 내지 10중량부를 첨가하는 것일 수 있다.The catalyst is added for the hydrolysis and polycondensation reaction without any side reaction, and any of the materials used in the production of the known siloxane resin can be used. Specifically, the catalyst may be an acid catalyst such as acetic acid, nitric acid, hydrochloric acid, phosphoric acid, oxalic acid or benzoic acid, or a base catalyst such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, ammonia or barium hydroxide. The amount of the catalyst is not particularly limited, but it may be 0.0001 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the silane participating in the reaction.
상기 물은 공정조건에 따라 수용액 또는 증기 형태로 첨가되는 것일 수 있다. 상기 물의 첨가량 및 방법을 제어하여 가수분해 및 중축합 반응이 너무 빨리 진행되면서 생성물이 침전되는 현상을 방지할 수 있다.
The water may be added in the form of an aqueous solution or a vapor depending on the process conditions. By controlling the amount and method of adding water, the hydrolysis and polycondensation reaction can be prevented from proceeding too early to precipitate the product.
폴리오르가노실록산Polyorganosiloxane
본 발명의 일 측면은, 폴리오르가노실록산을 제공할 수 있다. 상기 폴리오르가노실록산은 상술한 폴리오르가노실록산의 제조방법을 통해 제조된 것일 수 있다. 상세하게는, 상기 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 A로 표시된 2관능성 알킬 실란 0 내지 30몰%, 하기 화학식 B로 표시된 3관능성 알킬 실란 26 내지 80몰% 및 하기 화학식 C로 표시된 3관능성 페닐 실란 20 내지 50몰%를 혼합하여 제조된 폴리오르가노실록산일 수 있다.One aspect of the present invention can provide a polyorganosiloxane. The polyorganosiloxane may be one prepared by a process for producing the above-described polyorganosiloxane. Specifically, the polyorganosiloxane comprises 0 to 30 mol% of a bifunctional alkylsilane represented by the following formula (A), 26 to 80 mol% of a trifunctional alkylsilane represented by the following formula (B), and a trifunctional And 20 to 50 mol% of phenyl silane.
[화학식 A](A)
[화학식 B][Chemical Formula B]
[화학식 C]≪ RTI ID = 0.0 &
상기 화학식 A 내지 C에서, In the above formulas A to C,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고,R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
R4는 페닐기이고,R 4 is a phenyl group,
Xa1, Xa2, Xb1, Xb2, Xc1, Xc2, X1 및 X2는 각각 독립적으로 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이다.
X a1 , X a2 , X b1 , X b2 , X c1 , X c2 , X 1 and X 2 are each independently OH, halogen or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
즉, 상기 폴리오르가노실록산은 2관능성 및 3관능성을 갖는 실란을 이용하여 제조된 것일 수 있으며, 화학식 1로 표시되는 구조를 포함할 수 있다.That is, the polyorganosiloxane may be prepared using a silane having bifunctional and trifunctional properties, and may include a structure represented by the formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
R4는 페닐기이고,R 4 is a phenyl group,
X1 및 X2는 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이고, X 1 and X 2 are OH, a halogen or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms,
상기 m+p는 1 내지 500의 정수이고,M + p is an integer of 1 to 500,
상기 n은 0 내지 500의 정수이다.
And n is an integer of 0 to 500.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 폴리오르가노실록산의 치환도는 1.0 내지 1.3일 수 있다. 이는, 상기 폴리오르가노실록산이 상기 범위 내의 치환도를 갖도록 조성함으로써, 상기 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물이 적정한 굴절률 및 경도 특성을 가질 수 있도록 하기 위함일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the degree of substitution of the polyorganosiloxane may be 1.0 to 1.3. This may be so as to allow the coating composition containing the polyorganosiloxane to have appropriate refractive index and hardness properties by constituting the polyorganosiloxane to have a degree of substitution within the above range.
일반적으로, 실록산 수지의 가교도는 소단위 비 즉, T/Q. M/Q, M/T의 비로 나타내거나, 또는 하기 식(1)과 같은 규소 원자(Si)당 유기기(R)의 비율인 R/Si의 비인 치환도(degree of substitution, d.s.)로 계산할 수 있다. Generally, the degree of crosslinking of the siloxane resin is represented by the subunit ratio, T / Q. Is calculated as the ratio of M / Q to M / T or the degree of substitution (ds) which is the ratio of R / Si, which is the ratio of the organic group (R) per silicon atom (Si) .
……식(1)
... ... Equation (1)
여기서, OMe는 메톡시실란, d.s.는 규소 원자(Si)에 결합된 유기기(R)의 개수를 의미하며, 3관능성(T) 단량체일 경우 n은 1이고, 2관능성(D) 단량체일 경우, n은 2일 수 있다. 즉, 치환도(d.s)가 2에 가까울수록 규소 원자(Si) 하나에 알킬기가 2개 결합된 D 소단위가 많은 선형 실록산을 의미하며, 1에 근접할수록 3관능성(T) 소단위가 많은 가교도가 높은 가교 실록산을 의미할 수 있다.
Herein, OMe means methoxysilane, ds means the number of organic groups (R) bonded to the silicon atom (Si), n is 1 when the monomer is a trifunctional (T) monomer, , N may be 2. That is, as the degree of substitution (ds) is closer to 2, D means a siloxane having many subunits in which two alkyl groups are bonded to one silicon atom (Si), and the closer to 1, the more the trifunctional (T) Can mean high crosslinked siloxane.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 페닐기와 상기 알킬기의 몰 비율은 0.2 내지 0.7일 수 있다. 이는, 상기 폴리오르가노실록산이 상기 범위 내에서 페닐기를 함유할 수 있도록 조성함으로써, 상기 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물이 적정한 굴절률 및 경도 특성을 가질 수 있도록 하기 위함일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the mole ratio of the phenyl group to the alkyl group may be 0.2 to 0.7. This may be so that the coating composition comprising the polyorganosiloxane can have appropriate refractive index and hardness characteristics by constituting the polyorganosiloxane so that it can contain a phenyl group within the above range.
일반적으로, 규소(Si) 원자에 결합된 페닐기의 함량은 페닐기와 알킬기의 몰 비율로 나타낼 수 있으며, 하기 식(2)와 같이 표시될 수 있다.Generally, the content of the phenyl group bonded to the silicon (Si) atom can be represented by the molar ratio of the phenyl group and the alkyl group, and can be expressed by the following formula (2).
……식(2)
... ... Equation (2)
본 발명의 일 실시예에서, 상기 폴리오르가노실록산의 중량 평균 분자량(weight average molecular weight, Mw)은 1,500 내지 100,000일 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리오르가노실록산의 중량 평균 분자량은 1,500 내지 4,000일 수 있다. 상기 폴리오르가노실록산의 중량 평균 분자량은, 상기 폴리오르가노실록산의 치환도가 낮아지고 페닐기의 함량이 낮아질수록 증가되는 것일 수 있다. 상기 폴리오르가노실록산의 중량 평균 분자량이 1,500 미만이면, 이를 포함하는 코팅제 조성물이 목적하는 수준의 경도 및 굴절률 특성을 가지기 어려울 수 있으며, 상기 폴리오르가노실록산의 중량 평균 분자량이 4,000을 초과하는 경우, 이를 포함하는 코팅제 조성물로 이루어진 필름의 광투과도가 저하되거나 점도가 높아져 코팅제 조성물의 활용이 제한적일 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the weight average molecular weight (Mw) of the polyorganosiloxane may be from 1,500 to 100,000. Preferably, the weight average molecular weight of the polyorganosiloxane may range from 1,500 to 4,000. The weight average molecular weight of the polyorganosiloxane may be increased as the degree of substitution of the polyorganosiloxane is lowered and the content of the phenyl group is lowered. If the weight average molecular weight of the polyorganosiloxane is less than 1,500, it may be difficult for the coating composition containing the polyorganosiloxane to have desired hardness and refractive index characteristics. If the weight average molecular weight of the polyorganosiloxane exceeds 4,000, The light transmittance of the film made of the coating composition containing the same may be lowered or the viscosity may be increased, so that the application of the coating composition may be limited.
폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물A coating composition comprising a polyorganosiloxane
본 발명의 다른 측면은, 상술한 폴리오르가노실록산 및 유기용매를 포함하는 코팅제 조성물을 제공할 수 있다. 상기 유기용매는 안정성 및 점도 제어를 위해 첨가된 것일 수 있으며, 상기 폴리오르가노실록산의 특성에 영향을 주지 않는 물질일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기용매는 공지된 실록산 수지에 첨가되는 유기용매를 모두 사용할 수 있다. 상기 유기용매는, 예를 들어, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA) 등의 아세테이트계 용매, 이소프로필 알코올(isopropyl alcohol), 부틸 알코올(butyl alcohol) 등의 알코올계 용매, 테트라히드로퓨란(tetrahydrofuran, THF), 프로필렌 글리콜 프로필 에테르(propylene glycol propyl ether) 등의 에테르계 용매, 디메틸포름아미드(dimethylformamide, DMF) 등의 아미드계 용매 또는 아세톤(acetone) 등의 케톤계 용매 및 실리콘계 용매 중에서 선택되는 적어도 어느 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. Another aspect of the present invention can provide a coating composition comprising the above-described polyorganosiloxane and an organic solvent. The organic solvent may be added for stability and viscosity control, and may be a substance which does not affect the properties of the polyorganosiloxane. Specifically, the organic solvent may be any organic solvent added to the known siloxane resin. The organic solvent may be, for example, an acetate solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), an alcohol solvent such as isopropyl alcohol or butyl alcohol, An ether type solvent such as tetrahydrofuran (THF) or propylene glycol propyl ether; an amide type solvent such as dimethylformamide (DMF); a ketone type solvent such as acetone; And a solvent, but the present invention is not limited thereto.
또한, 상기 코팅제 조성물의 굴절율은 1.430 내지 1.439일 수 있다. 구체적으로 이는, 하기 실시예 및 도면을 통해 상세하게 설명될 수 있다.
In addition, the refractive index of the coating composition may be 1.430 to 1.439. Specifically, this can be explained in detail in the following examples and drawings.
본 발명의 또 다른 측면은, 기판 상에, 상기 코팅제 조성물을 도포하여 형성된 것을 특징으로 하는 코팅층을 제공할 수 있다.Another aspect of the present invention can provide a coating layer characterized by being formed by applying the coating composition on a substrate.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅제 조성물을 이용하여 기판 상에 코팅층을 형성한 모식도이다.1 is a schematic view showing a coating layer formed on a substrate using a coating composition according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판(10) 상에 상기 코팅제 조성물을 도포하여 코팅층(20)을 형성할 수 있다. 도포한 후에는, 건조 공정 및 소성 공정을 차례로 수행할 수 있다. 상기 소성 공정은 열경화 공정 또는 UV경화 공정 등일 수 있으며, 상기 소성 공정에 의해 상기 코팅제 조성물 내에 포함된, 실록산 결합을 형성하지 않은 실란들이 추가적으로 가수분해 및 축중합반응을 일으켜 실록산 결합을 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1, the coating composition may be applied on a
상기 기판(10)은 코팅이 가능한 모든 기판을 사용할 수 있으며, 예를 들어, 폴리에틸렌텔레프탈레이트(PET), 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI) 또는 폴리카보네이트 (PC) 등과 같은 플라스틱 기판, 아크릴, 우레탄 또는 실리콘 에폭시와 같은 수지류의 기판, 고무 기판, 세라믹 기판, 금속 기판, 각종 종이류 및 이들을 혼합한 복합재료 등 다양한 기재를 사용할 수 있으므로, 특별히 한정하지는 않는다. The
상기 기판(10) 상에 상기 코팅제 조성물을 도포하는 방법은, 예를 들어, 스핀(spin) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 닥터 블레이드(doctor blade), 잉크젯(ink-jet) 프린팅, 스크린(screen) 프린팅, 그라비아(gravure) 프린팅, 임프린팅(imprinting), 화학기상증착(chemical vapor deposition) 또는 물리기상증착(physical vapor deposition) 방법 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. The method of applying the coating composition on the
상기 코팅층의 연필 경도는 1H 내지 4H일 수 있다. 연필 경도는 일반적인 경도측정 방법 중 하나로, 통상의 연필경도계를 이용해 측정한 것일 수 있다. 구체적으로 이는, 하기 실시예 및 도면을 통해 상세하게 설명될 수 있다.The pencil hardness of the coating layer may be from 1 H to 4H. The pencil hardness is one of the general hardness measurement methods and may be measured using a conventional pencil hardness meter. Specifically, this can be explained in detail in the following examples and drawings.
상기 코팅제 조성물을 이용하여 형성된 코팅층은 최적화된 경도 특성 및 우수한 코팅성을 나타내어 디스플레이 액정 화면, 모니터 등의 각종 반도체 소자의 표면 또는 투명 기재 표면과 같은 다양한 재료에 적용될 수 있다.
The coating layer formed using the coating composition exhibits optimized hardness characteristics and excellent coating properties and can be applied to various materials such as a surface of various semiconductor devices such as a display liquid crystal screen, a monitor, or a transparent substrate surface.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[실시예][Example]
<실시예1: 폴리오르가노실록산의 제조>≪ Example 1: Preparation of polyorganosiloxane >
교반기, 환류냉각기, 온도계 및 적가기를 장착한 500mL 4구 플라스크에 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate, PGMEA) 148g과 아세트산(acetic acid) 2g, 증류수 79.39g을 가하고 상온에서 30분 교반한 뒤, 적가기에 메틸트리메톡시실란(methyltrimethoxysilane, MTMS) 200g을 60분 동안 적가하였다. 적가 후, 98℃ 내지 103℃에서 2시간 동안 환류 시키고, 다시 오일중탕 온도를 120℃ 내지 125℃로 승온시킨 다음, 반응물의 온도가 100℃가 될 때까지, 딘스탁 트랩(dean-stark trap)으로 물과 알코올을 제거하면서 30분 정도 유지하였다. 이 후, 반응물을 냉각하여 투명한 점성의 수지를 얻었다. 수득된 수지 물질을 150℃에서 30분 동안 증류하여 미반응물 및 축합생성물을 제거함으로써, 3관능성(T) 소단위만으로 구성된 실록산 수지(시료1)를 제조하였다. 148 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 2 g of acetic acid and 79.39 g of distilled water were added to a 500 mL four-necked flask equipped with a stirrer, a reflux condenser, a thermometer and a dropping funnel. After stirring, 200 g of methyltrimethoxysilane (MTMS) was added dropwise over 60 minutes. After the dropwise addition, the mixture was refluxed at 98 ° C to 103 ° C for 2 hours, and the temperature of the oil bath was raised to 120 ° C to 125 ° C. Then, a dean-stark trap was added until the temperature of the reaction reached 100 ° C. And kept for 30 minutes while removing water and alcohol. Thereafter, the reaction product was cooled to obtain a transparent viscous resin. The obtained resin material was distilled at 150 DEG C for 30 minutes to remove unreacted materials and condensation products to prepare a siloxane resin (sample 1) composed of only three functional (T) subunits.
상술한 방법을 이용하여 메틸트리메톡시실란과 페닐트리메톡시실란(phenyltrimethoxysilane, PTMS)을 하기 표 1과 같이 사용하여 메틸기(Tme) 및 페닐기(TPh) 소단위를 함께 갖는 시료2 내지 시료5를 합성하였다. 이와 함께, 디메틸디메톡시실란(dimethyldimethoxysilane, DMDMS)을 사용하여 2관능성/3관능성(DT) 소단위로 구성된 실록산 수지(시료6 내지 시료10)를 제조하였다. 상술한 제조과정에 따른 반응식은, 도 2와 같다.
Using the method described above to the methyltrimethoxysilane and phenyltrimethoxysilane (phenyltrimethoxysilane, PTMS) methyl group, using, as shown in Table 1 (T me) and a phenyl group (T Ph) samples having a small unit with 2 to Sample 5 Were synthesized. In addition, siloxane resins (Sample 6 to Sample 10) composed of bifunctional / trifunctional (DT) subunits were prepared using dimethyldimethoxysilane (DMDMS). The reaction formula according to the above-described manufacturing process is shown in FIG.
<실시예2: 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물의 제조>≪ Example 2: Preparation of coating composition comprising polyorganosiloxane >
상기 실시예1에서 제조된 폴리오르가노실록산 수지 시료들에 PGMEA를 가하여, 35wt% 용액의 코팅제 조성물을 제조하였다.PGMEA was added to the polyorganosiloxane resin samples prepared in Example 1 to prepare a 35 wt% solution coating composition.
<실시예3: 코팅제 조성물을 이용한 코팅층의 제조>≪ Example 3: Preparation of coating layer using coating composition >
상기 실시예2에서 제조된 코팅제 조성물을 시료별로 나누어 가로 100mm, 세로 100mm, 두께 2mm의 유리판에 바코터(Bar Coater#5)를 사용하여 .0 내지 4.2㎛의 두께로 상온에서 코팅한 후, 상온에서 30분동안 건조하여 희석된 용제를 일부 증발시킨 뒤, 150℃로 조성된 전기오븐에서 30분동안 열 경화시켜 코팅층을 형성하였다.
The coating composition prepared in Example 2 was divided into samples and coated on a glass plate having a width of 100 mm, a length of 100 mm and a thickness of 2 mm using a bar coater (Bar Coater # 5) at a temperature of 0 to 4.2 탆 at room temperature, For 30 minutes to partially evaporate the diluted solvent and then thermally cured in an electric oven at 150 ° C for 30 minutes to form a coating layer.
도 3은 본 발명의 실시예1에서 제조된 폴리오르가노실록산의 치환도와 페닐기 및 메틸기의 몰 비율에 따른 중량 평균 분자량(Mw) 측정결과를 나타낸 도표이다. 분자량 측정은, Aglient 사의 model No.1260 GPC를 사용하여 수행하였다.3 is a graph showing the results of measuring the weight average molecular weight (Mw) according to the substitution degree of the polyorganosiloxane prepared in Example 1 of the present invention and the molar ratio of the phenyl group and the methyl group. Molecular weight measurement was performed using Aglient's model No. 1260 GPC.
도 3을 참조하면, 상기 폴리오르가노실론산의 치환도가 낮을수록 즉, 가교도가 높고, 페닐함량이 낮을수록 분자량이 증가되는 것을 확인할 수 있다. 이는, 가교도가 높고, 페닐함량이 낮을수록 실록산 결합이 증가됨에 기인된 것일 수 있다. 또한, 2관능성 알킬 실란을 제외한 3관능성 알킬 실란 및 3관능성 페닐 실란으로만 구성된 시료1 내지 시료5의 경우(표 1 참조), 페닐기가 낮을수록 분자량이 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 합성시 부분적으로 반응물이 겔화되기 때문인 것으로 볼 수 있다. 본 발명은 이러한 현상을 최소화하기 위해서 2관능성 알킬 실란을 적절한 양으로 첨가하여 반응시킴으로써, 원하는 물성을 갖는 폴리오르가노실록산을 제공할 수 있어, 그 활용범위가 확대될 수 있다.
Referring to FIG. 3, it can be seen that the lower the degree of substitution of the polyorganosilonic acid, that is, the higher the degree of crosslinking, and the lower the phenyl content, the higher the molecular weight. This may be due to the high degree of crosslinking and the lower the phenyl content, the higher the siloxane bond. Also, in the case of Samples 1 to 5 (see Table 1) composed of the trifunctional alkylsilane and the trifunctional phenylsilane except for the bifunctional alkylsilane (see Table 1), it can be seen that the lower the phenyl group, the more the molecular weight increases sharply. This can be attributed, in part, to the gelation of the reactants during synthesis. The present invention can provide a polyorganosiloxane having desired physical properties by adding a bifunctional alkylsilane in an appropriate amount and reacting in order to minimize such phenomenon, and its application range can be expanded.
도 4는 본 발명의 실시예2에서 제조된 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물의 치환도와, 페닐기 및 메틸기의 몰 비율에 따른 굴절률 변화를 나타낸 도표이다. 굴절률 측정은 상기 실시예2의 코팅제 조성물을 아베 굴절계로 측정한 결과이다.4 is a graph showing the change in refractive index according to the substitution degree of the coating composition containing the polyorganosiloxane prepared in Example 2 of the present invention and the molar ratio of the phenyl group and the methyl group. The refractive index of the coating composition of Example 2 was measured with an Abbe refractometer.
도 4를 참조하면, 코팅제 조성물의 굴절률은 페닐함량이 가장 많은 시료에서 1.446을 나타내었으며, 페닐 함량이 증가할수록 굴절률이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 치환도(d.s.)에 따른 굴절률 변화를 살펴보면, 페닐함량이 높아지게 되면서 가교밀도가 낮은 치환도 1.3에서의 굴절률이 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 일반적으로, 페닐기가 메틸기(알킬기)보다 거시 구조를 갖기 때문에 페닐함량이 증가할수록 굴절률이 증가하는 경향이 있다. 이러한 경향은 가교밀도가 낮은, 즉, 상대적으로 분자량이 낮은 실록산 수지에서 두드러지게 나타날 수 있다. 이에, 본 발명의 폴리오르가노실록산은 굴절률이 1.43정도를 나타낼 수 있도록 페닐함량을 조절할 수 있으며, 이에, 본 발명의 페닐기와 메틸기의 몰비율은 0.2 내지 0.7에서 최적화될 수 있다. Referring to FIG. 4, the refractive index of the coating composition was 1.446 in the sample having the highest phenyl content, and the refractive index was increased as the phenyl content was increased. In addition, the refractive index changes according to the degree of substitution (d.s.) reveal that the refractive index is the highest at the degree of substitution of 1.3, in which the crosslinking density is low and the phenyl content is high. Generally, since the phenyl group has a macroscopic structure more than the methyl group (alkyl group), the refractive index tends to increase as the phenyl content increases. This tendency can be conspicuously exhibited in a low crosslinking density, that is, in a relatively low molecular weight siloxane resin. Thus, the polyorganosiloxane of the present invention can control the phenyl content so that the refractive index of the polyorganosiloxane can be about 1.43. Thus, the mole ratio of the phenyl group to the methyl group of the present invention can be optimized from 0.2 to 0.7.
상기와 같이, 본 발명의 폴리오르가노실록산을 포함하는 코팅제 조성물은 DMDMS를 함께 사용하여 가교밀도를 낮춤으로써 코팅성을 유지할 수 있고, 동시에 높은 굴절률의 효과를 나타낼 수 있다. 또한, 이는, 종래의 페닐기만 도입된 폴리실록산이 굴절률은 높으나, 물리적 성상이 상온에서 고체로서 존재하여 코팅제로 사용하기에는 한계가 있던 점을 개선한 것일 수 있다.
As described above, the coating composition containing the polyorganosiloxane of the present invention can maintain the coating property by lowering the crosslinking density by using the DMDMS together, and at the same time, exhibit the effect of high refractive index. In addition, this may be an improvement in that the conventional polysiloxane incorporating only the phenyl group has a high refractive index, but has a limitation in the use of the polysiloxane as a coating agent since the physical property exists as a solid at room temperature.
도 5는 본 발명의 실시예3에서 제조된 코팅층의 연필 경도 측정결과를 나타낸 도표이다.5 is a chart showing the results of pencil hardness measurement of the coating layer prepared in Example 3 of the present invention.
도 5를 참조하면, 메틸T 소단위만을 가지는 폴리유기실록산에서 연필경도가 최대 4H로 나타났으며, 가교도가 높고 페닐 함량이 낮을수록 연필 경도가 증가하는 것을 확인할 수 있다. 이는, 페닐함량이 많은 알콕시 실란을 원료로 하여 가수분해에 의한 축중합반응을 진행하는 경우, 상대적으로 입체장애(steric hindrance) 효과가 크게 발생되면서 Si-OR이나 Si-OH가 잔존하기 때문인 것으로 유추할 수 있다.
Referring to FIG. 5, the pencil hardness of the polyorganosiloxane having only the methyl T subunit was 4H at the maximum, and the pencil hardness was increased as the degree of crosslinking was high and the phenyl content was low. This is because Si-OR or Si-OH remains when relatively high steric hindrance effect occurs when a polycondensation reaction by hydrolysis is performed using alkoxysilane having a high phenyl content as a raw material. can do.
즉, 상술한 도 3 내지 도 5 및 하기 표 2를 참조하면, 시료2 내지 시료5 및 시료7 내지 시료8의 폴리오르가노실록산의 중량 평균 분자량이 1500 내지 4000을 나타내며, 이를 포함하는 코팅제 조성물은 굴절률이 1.43(1.430 내지 1.439)을 나타내고, 상기 코팅제 조성물을 이용하여 형성된 코팅층의 연필 경도 측정값은 1H 이상의 경도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 3 to 5 and Table 2, the weight average molecular weight of the polyorganosiloxane of Sample 2 to Sample 5 and Sample 7 to Sample 8 is 1500 to 4000, and the coating composition comprising the same A refractive index of 1.43 (1.430 to 1.439), and a pencil hardness measurement value of a coating layer formed using the coating composition shows a hardness of 1 H or more.
상기와 같이, 본 발명은 가교밀도 및 페닐함량을 적정량으로 조절하기 위해서, 2관능성 알킬 실란을 0 내지 30몰%, 상기 3관능성 알킬 실란을 26 내지 80몰% 및 상기 3관능성 페닐 실란을 20 내지 50몰%의 혼합비율(몰%)로 혼합하여 폴리오르가노실록산 제조함으로써, 이를 포함한 코팅제 조성물이 적절한 굴절률을 구현하고, 상기 코팅제 조성물로 형성된 코팅층이 최적화된 경도를 갖는 효과를 가질 수 있다.As described above, in order to control the crosslinking density and the phenyl content in an appropriate amount, the present invention is characterized in that it comprises 0 to 30 mol% of a bifunctional alkylsilane, 26 to 80 mol% of the trifunctional alkylsilane, At a mixing ratio (molar%) of 20 to 50 mol% to prepare a polyorganosiloxane, a coating composition containing the polyorganosiloxane realizes an appropriate refractive index, and the coating layer formed of the coating composition has an effect of having an optimized hardness have.
(Mw)Molecular Weight
(Mw)
(RI)Refractive index
(RI)
(hardness)Hardness
(hardness)
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.
Claims (9)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고,
R4는 페닐기이고,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이고,
상기 m+p는 1 내지 500의 정수이고,
상기 n은 0 내지 500의 정수이다.A polyorganosiloxane having a structure represented by the following formula (1) and having a degree of substitution of from 1.0 to 1.3, which is prepared by using a silane having bifunctionality and trifunctionality:
[Chemical Formula 1]
In Formula 1,
R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
R 4 is a phenyl group,
X 1 and X 2 are each independently OH, a halogen or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms,
M + p is an integer of 1 to 500,
And n is an integer of 0 to 500.
상기 페닐기(R4)와 상기 알킬기(R1, R2, R3)의 몰 비율은 0.2 내지 0.7인 것을 특징으로 하는 폴리오르가노실록산.The method according to claim 1,
Wherein the molar ratio of the phenyl group (R 4 ) to the alkyl group (R 1 , R 2 , R 3 ) is 0.2 to 0.7.
하기 화학식 B로 표시된 3관능성 알킬 실란 26 내지 80몰%; 및
하기 화학식 C로 표시된 3관능성 페닐 실란 20 내지 50몰%를 혼합하여 제조된 것을 특징으로 하고, 1.0 내지 1.3의 치환도를 갖는 폴리오르가노실록산:
[화학식 A]
[화학식 B]
[화학식 C]
상기 화학식 A 내지 C에서,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고,
R4는 페닐기이고,
Xa1, Xa2, Xb1, Xb2, Xc1, Xc2, X1 및 X2는 각각 독립적으로 OH, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 3의 알콕시기이다.0 to 30 mol% of a bifunctional alkylsilane represented by the following formula (A);
26 to 80 mol% of a trifunctional alkylsilane represented by the following formula (B); And
And 20 to 50 mol% of a trifunctional phenylsilane represented by the following formula (C), wherein the polyorganosiloxane having a degree of substitution of 1.0 to 1.3:
(A)
[Chemical Formula B]
≪ RTI ID = 0.0 &
In the above formulas A to C,
R 1 , R 2 and R 3 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
R 4 is a phenyl group,
X a1 , X a2 , X b1 , X b2 , X c1 , X c2 , X 1 and X 2 are each independently OH, halogen or an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
상기 폴리오르가노실록산의 중량 평균 분자량은 1500 내지 4000인 것을 특징으로 하는 폴리오르가노실록산.5. The method of claim 4,
Wherein the polyorganosiloxane has a weight average molecular weight of from 1,500 to 4,000.
상기 코팅제 조성물의 굴절율은 1.430 내지 1.439인 것을 특징으로 하는 코팅제 조성물.The method according to claim 6,
Wherein the coating composition has a refractive index of 1.430 to 1.439.
상기 코팅층의 연필 경도는 1H 내지 4H인 것을 특징으로 하는 코팅층.9. The method of claim 8,
Wherein the coating layer has a pencil hardness of from 1H to 4H.
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